水稻包穗基因ESP2的克隆与功能分析

水稻包穗基因ESP2的克隆与功能分析

论文摘要

从遗传上消除不育系的包穗特性,是杂交水稻育种的一个重要目标。为此,需要深入研究包穗形成的遗传原因。我们从籼稻恢复系明恢86的组织培养后代中发现了一种新的包穗突变体esp2(enclosed short panicle 2)。前期研究表明,该突变体为单基因隐性突变所致,并已将该基因精细定位在水稻1号染色体上一个约14 kb的区间内。在此基础上,本研究确定了ESP2的候选基因,并通过遗传互补试验证实了候选基因的功能。主要研究结果如下:1、基因预测发现,精细定位的14 kb区域内只存在1个完整的基因,亦即一个假定的磷脂酰丝氨酸合成酶(putative phosphatidylserine synthase,PSS)基因。测序分析表明,突变体中该基因的第4个外显子中插入了一个5287 bp的反转座子。因此,我们确定该基因为ESP2的侯选基因。2、用BDGP软件对ESP2候选基因的启动子序列进行分析,结果显示,在起始密码上游2 kb范围内和2 kb~4 kb的区域内都有启动子保守序列。为了鉴定ESP2候选基因的功能,构建了2个分别含有长度为1952 bp和3537 bp的ESP2候选基因启动子序列的功能互补试验载体pCAMBIA1301-ESP2-S和pCAMBIA1301-ESP2-L。通过农杆菌介导法将两个载体分别转入突变体幼胚诱导的愈伤组织,分别获得了56株和16株转基因苗。这些转基因植株在抽穗期表型与野生型相似,完全解除了包穗性状。由此可以肯定,PSS就是ESP2基因。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 文献综述
  • 1 包穗是杂交稻育种中存在的主要问题之一
  • 2 目前水稻包穗相关基因的研究进展缓慢
  • 3 PSS 可能是控制水稻包穗的一个关键基因
  • 4 植物基因功能分析的方法
  • 4.1 瞬间表达分析
  • 4.2 突变体或转基因植株功能分析
  • 4.2.1 基因功能缺失方法
  • 4.2.2 基因功能获得方法
  • 材料与方法
  • 1 实验材料
  • 1.1 植物材料
  • 1.2 常用分子生物学载体与试剂
  • 1.3 培养基
  • 2 实验方法
  • 2.1 SDS 小量法提取水稻基因组DNA
  • 2.2 用于ESP2 候选基因的确定的分析方法、相关网站和软件
  • 2.2.1 ESP2 候选基因的确定
  • 2.2.2 ESP2 互补载体启动子序列长度的确定
  • 2.3 ESP2 互补载体的构建
  • 2.3.1 pCAMBIA1301-ESP2-S 的构建
  • 2.3.2 载体构建中的酶切、连接和回收
  • 2.3.3 pCAMBIA1301-ESP2-L 的构建
  • 2.4 水稻愈伤组织的遗传转化
  • 2.4.1 水稻幼胚的愈伤组织培养
  • 2.4.2 农杆菌介导的水稻遗传转化
  • 2.5 转基因植株的鉴定
  • 2.5.1 潮霉素引物的PCR 检测法
  • 2.5.2 潮霉素溶液检测法
  • 结果与分析
  • 1 ESP2 候选基因的确定
  • 2 ESP2 互补载体启动子序列长度的确定
  • 3 ESP2 互补载体的构建及遗传转化
  • 3.1 pCAMBIA1301-ESP2-S 的构建
  • 3.2 pCAMBIA1301-ESP2-L 的构建
  • 3.3 ESP2 互补载体遗传转化
  • 讨论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].水稻包穗突变体esp2的遗传分析与基因精细定位[J]. 科学通报 2011(10)
    • [2].面向对象的作物种植信息提取研究——以新疆奇台县为例[J]. 山东农业科学 2020(06)

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